聚氨酯化学分析与计算

聚氨酯是含有氨基甲酸酯链段的有机高分子材料。

聚氨酯（Polyurethane ，英文简称PU）是一种由多异氰酸酯和多元醇反应并具有多个氨基甲酸酯链段的有机高分子材料，其原材料可分为异氰酸酯类（如MDI 和TDI）、多元醇类（如PO 和PTMEG）和助剂类（如DMF）。

聚氨酯材料与传统材料性能比较：相比较材料聚氨酯性能优越之处金属材料重量轻、耐腐蚀、加工费用低、耐损耗、噪音低塑料耐磨、不发脆、具有弹性记忆橡胶耐切割、耐撕裂、高承载性、耐臭氧、透明或半透明、耐磨、可灌封、可浇注二、聚氨酯的上下游产业链（聚氨酯上游原料+ 聚氨酯下游制品）（一）聚氨酯上游原料（二）聚氨酯下游制品一个更具体的图三、聚氨酯产业链总结一个简单的图：聚氨酯弹性体：大分子主链上含有较多氨基甲酸酯基官能团（-NH-COO-）的弹性体聚合物，是由交替的软、硬段组成的多嵌段共聚物，其结构通式为(A-B)n。

其中A是相对分子质量500-3000的聚醚或聚酯多元醇，B为硬段，由异氰酸酯与小分子扩链剂（醇或胺）反应而成。

特别性能：耐磨、耐水、耐油、耐腐蚀、耐老化、耐辐射、耐低温、强度大，硬度和拉伸率可调范围宽。

是性能优良的塑料。

主要内容1、合成方法：一步法、预聚体法、半预聚体法。

2、原料：多元醇、异氰酸酯、扩链剂、催化剂、增塑剂、阻燃剂、填料。

3、弹性体种类：CUP（浇注型）TPU（热塑型）MPU（混炼型）4、决定弹性体性能的因素。

5、弹性体常见问题以及原因分析。

化学反应原理：①R-NCO+R’-OH=R-NHCOO-R’ （扩链反应）异氰酸酯醇聚氨酯②R-NCO+R’-NH2=R-NH-CO-NH-R’ （固化反应）异氰酸酯胺（扩链剂）脲③R-NCO+H2O =R-NH2+CO2 （发泡反应、原料含水）异氰酸酯水胺二氧化碳原料含水会发生③和②反应，即产生气泡又会使预聚体固化，即损坏设备，又破坏原料，因此原料含水要严格控制。

一步法预聚体法多元醇：聚酯：PEA（己二酸乙二醇酯）PCL（聚己内酯）聚醚：PTMG（四氢呋喃醚）PPG（聚丙二醇）聚碳酸酯多元醇：PCDL可用于弹性体、胶黏剂异氰酸酯：TDI、MDI、特殊异氰酸酯扩链剂：①胺类（TDI型弹性体）：MOCA（苏州湘园化工）、E-300端氨基聚醚②醇类（MDI型、胶黏剂里较多使用）：BDO、HQEE③醇胺类：三乙醇胺、三异丙醇胺催化剂：①叔胺类-催化异氰酸酯和水反应既发泡反应脂肪胺类、脂环胺类，芳香胺类、醇胺类常用的有三亚乙基二胺A33、二甲基氨基乙基醚A1、二甲基环己胺4#、DMP-30在弹性体内有胺类扩链剂存在下基本不使用催化剂。

PU资料聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法1.官能度官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。

对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。

2.羟值在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。

从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。

在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即羟值校正= 羟值分析测得数据+ 酸值羟值校正= 羟值分析测得数据- 碱值对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。

但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。

严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。

例，聚酯多元醇测得羟值为224.0，水份含量0.01%，酸值12，求聚酯羟值羟值校正= 224.0 + 1.0 + 12.0 = 257.03.羟基含量的重量百分率在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。

羟值= 羟基含量的重量百分率×33例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值羟值= OH% ×33 = 5 ×33 = 1654. 分子量分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。

（56.1为氢氧化钾的分子量）例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。

对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。

如二乙醇胺，其结构式如下： CH 2CH 2OH HN < CH 2CH 2OH分子式中，N 原子量为14，C 原子量为12，O 原子量为16，H 原子量为1，则二乙醇胺分子量为：14+4×12+2×16+11×1=1055. 异氰酸基百分含量异氰酸基百分含量通常以NCO%表示，对纯TDI 、MDI 来说，可通过分子式算羟值官能度分子量10001.56⨯⨯=336650100031.56=⨯⨯=分子量%48174242%=⨯=NCO TDI 的%6.33250242%=⨯=NCO MDI 的出。

聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法1.官能度官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。

对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。

2.羟值在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。

从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。

在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即:羟值校正=羟值分析测得数据+酸值羟值校正=羟值分析测得数据-碱值对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。

但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。

严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。

例，聚酯多元醇测得羟值为224.0，水份含量0.01%，酸值12，求聚酯羟值羟值校正=224.0+1.0+12.0=257.03.羟基含量的重量百分率在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。

羟值=羟基含量的重量百分率×33例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值羟值=OH%×33=5×33=1654.分子量分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。

（56.1为氢氧化钾的分子量）例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。

对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。

如二乙醇胺，其结构式如下：CH2CH2OHHN<?CH2CH2OH分子式中，N原子量为14，C原子量为12，O原子量为16，H原子量为1，则二乙醇胺分子量为：14+4×12+2×16+11×1=1055.异氰酸基百分含量异氰酸基百分含量通常以NCO%表示，对纯TDI、MDI来说，可通过分子式算出。

NCO的实验测定一、实验意义和目的二、实验原理三、主要仪器和试剂四、实验步骤五、实验数据记录六、实验数据处理实验意义及目的聚氨酯( PU) 具有耐高温、耐化学药品、耐磨等许多优良的性能。

异氰酸酯基(NCO) 是衡量聚氨酯产品质量的一个重要指标，因此聚氨酯中的NCO 测定具有重要的意义；同时，该实验也是研究聚氨酯合成反应动力学，确定最佳反应工艺的重要手段。

本实验以甲苯和异丙醇作溶剂，采用二正丁胺滴定法测定聚氨酯中的NCO 基团的含量。

了解化学法滴定测定NCO 基团含量的原理，熟悉酸式滴定管的使用方法。

甲苯-二正丁胺滴定法将二正丁胺溶于甲苯，使之与NCO 反应，过量的二正丁胺用HCl 标准溶液滴定，即可得到样品中的NCO。

由于甲苯和水不互溶，导致HCl 与二正丁胺反应可能不完全和显色标准，滴定终点难确定。

因此，该方法需要加入大量的异丙醇作为增溶剂，导致溶剂用量大，污染环境，及分析成本很高。

二、实验原理目前对聚氨酯中NCO 基团的测定方法主要有仪器分析法和化学分析法。

化学分析法精度不如仪器分析法高，但由于其简便经济，仍有很大应用价值。

二正丁胺与NCO 基团的反应比较迅速，约10分钟内就可以完成，测定所用的溶剂一般为低极性溶剂如甲苯；测定的原理为NCO 基团与过量的二正丁胺反应生成脲，过量的二正丁胺再以溴甲酚绿作为指示剂，用盐酸滴定，从而计算出NCO 基团所消耗的二正丁胺量，进而推算出被测试物中NCO 基团的百分含量。

采用二正丁胺反滴定法测定体系中的NCO 基团含量，异氰酸酯与二正丁胺起定量反应生成脲：R-NCO+(C4H9)2N→H RNHCO(NC4H9)2过量的二正丁胺用盐酸标准滴定溶液滴定，盐酸与过量的二正丁胺反应：（C4H9）2NH+HC→L （C2H9）2NH· HCLＮＣＯ基团含量的计算公式：式中：V1－空白试验用去的盐酸标准溶液毫升数；V2－滴定试验用去的盐酸标准溶液毫升数；N－标准盐酸溶液的摩尔浓度，mol/l ；M－每毫克当量异氰酸酯的克数，0.042 ；G－试样质量，g ；三、主要仪器和试剂（1）仪器：250ml 三角锥瓶，带PE塞或用铝箔包裹的软木塞; ；1000 ml 容量瓶；移液管50ml ；酸式滴定管50ml ；分析天平，最大称量200g，分度值0.1mg ；搅拌棒。

PU 资料聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法1. 官能度官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。

对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。

2. 羟值在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。

从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。

在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即 羟值校正 = 羟值分析测得数据 + 酸值 羟值校正 = 羟值分析测得数据 - 碱值对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。

但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。

严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。

例，聚酯多元醇测得羟值为224.0，水份含量0.01%，酸值12，求聚酯羟值 羟值校正 = 224.0 + 1.0 + 12.0 = 257.03. 羟基含量的重量百分率在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。

羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 = 1654. 分子量分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。

（56.1为氢氧化钾的分子量）例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。

对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。

羟值官能度分子量10001.56⨯⨯=336650100031.56=⨯⨯=分子量如二乙醇胺，其结构式如下： CH 2CH 2OH HN<CH 2CH 2OH分子式中，N 原子量为14，C 原子量为12，O 原子量为16，H 原子量为1，则二乙醇胺分子量为：14+4×12+2×16+11×1=1055. 异氰酸基百分含量异氰酸基百分含量通常以NCO%表示，对纯TDI 、MDI 来说，可通过分子式算出。

聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】PU 资料聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法1.官能度官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。

对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。

2.羟值在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。

从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。

在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即 羟值校正 = 羟值分析测得数据 + 酸值 羟值校正 = 羟值分析测得数据 - 碱值对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。

但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。

严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。

例，聚酯多元醇测得羟值为，水份含量%，酸值12，求聚酯羟值 羟值校正 = + + = 3.羟基含量的重量百分率在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。

羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 = 165 4.分子量分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。

（为氢氧化钾的分子量）羟值官能度分子量10001.56⨯⨯=例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。

对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。

如二乙醇胺，其结构式如下： CH 2CH 2OH HN < CH 2CH 2OH分子式中，N 原子量为14，C 原子量为12，O 原子量为16，H 原子量为1，则二乙醇胺分子量为：14+4×12+2×16+11×1=105 5.异氰酸基百分含量异氰酸基百分含量通常以NCO%表示，对纯TDI 、MDI 来说，可通过分子式算出。

PU 资料聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法1. 官能度官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。

对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。

2. 羟值在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。

从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。

在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即 羟值校正 = 羟值分析测得数据 + 酸值 羟值校正 = 羟值分析测得数据 - 碱值对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。

但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。

严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。

例，聚酯多元醇测得羟值为224.0，水份含量0.01%，酸值12，求聚酯羟值 羟值校正 = 224.0 + 1.0 + 12.0 = 257.03. 羟基含量的重量百分率在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。

羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 = 1654. 分子量分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。

（56.1为氢氧化钾的分子量）例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。

对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。

羟值官能度分子量10001.56⨯⨯=336650100031.56=⨯⨯=分子量如二乙醇胺，其结构式如下： CH 2CH 2OH HN<CH 2CH 2OH分子式中，N 原子量为14，C 原子量为12，O 原子量为16，H 原子量为1，则二乙醇胺分子量为：14+4×12+2×16+11×1=1055. 异氰酸基百分含量异氰酸基百分含量通常以NCO%表示，对纯TDI 、MDI 来说，可通过分子式算出。